Question

4．某二氧化錳樣品中含有雜質(zhì)炭，為測定該樣品中二氧化錳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，某興趣小組設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)方案：在一定量的樣品中通入干燥純凈的氧氣，使雜質(zhì)炭在加熱條件下反應(yīng)生成CO₂來進(jìn)行分析測定．

（1）儀器①的名稱是長頸漏斗．如果該實(shí)驗(yàn)選擇圖㈠裝置來制取氧氣，則所用藥品為H₂O₂、MnO₂（填化學(xué)式），反應(yīng)的化學(xué)方程式為2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．
（2）用圖㈡裝置可收集和干燥氧氣：若燒瓶充滿水來收集氧氣，氣體應(yīng)從a（填“a”或“b”，下同）端通入；若在燒瓶內(nèi)裝入濃硫酸進(jìn)行干燥氣體，氣體應(yīng)從b端通入．
（3）圖㈢是用干燥純凈的O₂與樣品反應(yīng)來測定二氧化錳質(zhì)量分?jǐn)?shù)的裝置，裝置③中裝有堿石灰，其作用是吸收空氣中的二氧化碳．
（4）為驗(yàn)證圖㈢中裝置②已將CO₂吸收完全，可在裝置②與③之間加入圖㈣裝置進(jìn)行證明，則圖㈣裝置中加入的試劑為B（填字母）．
A．NaOH溶液B．澄清石灰水C．濃硫酸
（5）稱取5.0g二氧化錳樣品進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，圖㈢中裝置②反應(yīng)前后的質(zhì)量差為1.1g，則樣品中二氧化錳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為94%（填計(jì)算結(jié)果）．

Answer 1

分析 （1）該圖的發(fā)生裝置適用于固體與液體在常溫下反應(yīng)制取氣體，所以用該裝置制取氧氣時(shí)應(yīng)選擇過氧化氫分解的反應(yīng)進(jìn)行氧氣的制取；
（2）分析特別裝置的使用方法，確定氣體的進(jìn)氣口；
（3）堿石灰為氫氧化鈉和氧化鈣的混合物，既能吸收水分也能吸收空氣中的二氧化碳；
（4）檢驗(yàn)混合氣體是否還含有二氧化碳，所以選擇現(xiàn)象明顯的石灰水；
（5）分析裝置質(zhì)量差出現(xiàn)的原因，得出二氧化碳的質(zhì)量，根據(jù)變化前后元素質(zhì)量不變，求出混合粉末中木炭質(zhì)量，再計(jì)算二氧化碳質(zhì)量，最后用二氧化碳質(zhì)量與混合粉末質(zhì)量比，求出粉末中二氧化錳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

解答 解：（1）據(jù)圖可以看出，該儀器是長頸漏斗；使用B圖（一）裝置制取氧氣，是固液常溫型反應(yīng)，故使用的藥品是過氧化氫和二氧化錳；反應(yīng)生成水和氧氣；
故答：長頸漏斗；H₂O₂、MnO₂；2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；
（2）燒瓶充滿水來收集氧氣，氣體應(yīng)從a端通入，進(jìn)行氣體干燥，則氣體從b端通入，故填：a，b；
（3）堿石灰既可以吸收水分也可以吸收二氧化碳?xì)怏w；為防止氫氧化鈉溶液吸收空氣中二氧化碳影響探究結(jié)果，因此在本裝置中，增加裝有堿石灰的干燥管③，用來吸收空氣中二氧化碳，減少對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響；
故答：吸收空氣中的二氧化碳；
（4）為檢驗(yàn)裝置②中排出氣體是否含有二氧化碳以檢驗(yàn)二氧化碳被完全吸收，可在裝置②與③之間加入澄清石灰水，澄清石灰水不變渾濁，可以說明二氧化碳被全部吸收；
故選：B；
（5）圖㈢中用來吸收產(chǎn)生的二氧化碳的裝置②反應(yīng)前后的質(zhì)量差為1.1 g，
所以增重的量即為吸收的二氧化碳的量，即吸收了二氧化碳質(zhì)量為1.1g，
其中含C元素質(zhì)量=1.1g×$\frac{12}{44}$×100%=0.3g，即混合粉末中含有0.3g木炭粉，
則含有黑色二氧化錳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=$\frac{5g-0.3g}{5g}$×100%=94%；故填：94%．

點(diǎn)評 分析探究過程中各裝置的作用，理清探究思路，根據(jù)探究思路逐步進(jìn)行分析，找出符合探究思路的解決問題的方法．